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c o n d u m m i e s e s m á s f á c i l
PVP: 16,95 € 10181602
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Domina 
los conceptos clave 
de la física
 
Entiende las leyes de Newton
Aprende a medir 
el desplazamiento, 
la velocidad y la 
aceleración
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2.ª edición 
Física
Física
¡No hace falta ser Einstein 
para entender la física!
Tanto si te mueves en las ciencias como pez en el agua, como si no guardas 
muy buen recuerdo de tu contacto con la física en el instituto, con este libro 
disfrutarás de los secretos de esta fascinante disciplina. Arroja luz sobre los 
principios generales de la física y sus fórmulas de una forma muy sencilla 
y novedosa. Nunca antes había sido más fácil entender muchos de los 
fenómenos que suceden a tu alrededor.
Steven Holzner es doctor en ciencias, 
fue editor de la revista PC Magazine y 
ha trabajado en el MIT y en la facultad 
de Física de la Universidad de Cornell. 
Es autor de noventa y cuatro libros y 
ha recibido varios premios.
Holzner
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Steven Holzner 
Doctor en Ciencias
Abre el libro y 
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• Cómo interpretar las fórmulas 
 de forma correcta
• La verdad sobre la gravedad, los 
 planos inclinados y el rozamiento
• Lo último sobre fluidos, flujo 
 y presión
• Qué son las famosas leyes de 
 la termodinámica
Steven Holzner
para
Física
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Edición publicada mediante acuerdo con Wiley Publishing Inc.
...For Dummies, el señor Dummy y los logos de Wiley Publishing, 
Inc. son marcas registradas utilizadas con licencia exclusiva de Wiley Publishing, Inc.
Título original: Physics I for Dummies, 2nd Edition
© del texto: Steven Holzner, PhD, 2011
© de la traducción: Dulcinea Otero-Piñeiro, 2014
Revisión científico-técnica: David Galadí-Enríquez
© de la imagen de cubierta, Shutterstock, 2014
© de las infografías Wiley, Composition Services Graphics, 2013 
© Centro Libros PAPF, S. L. U., 2017
Grupo Planeta
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08034 - Barcelona
No se permite la reproducción total o parcial de este libro, ni su incorporación 
a un sistema informático ni su transmisión en cualquier forma o por cualquier medio, 
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ISBN: 978-84-978-84-329-0359-5
Depósito legal: B. 5.846-2017
Primera edición: septiembre de 2014
Primera edición en este formato: abril de 2016 
Preimpresión: Víctor Igual, sl
Impresión: Artes Gráficas Huertas, S.A.
Impreso en España - Printed in Spain
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Sumario IX
Sumario
INTRODUCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Sobre este libro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Convenciones utilizadas en este libro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Lo que puedes dejar sin leer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Algunas suposiciones sobre los lectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Cómo está organizado este libro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Parte I: Pon la física en marcha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Parte II: Que las fuerzas de la física te acompañen . . . . . . . . . 3
Parte III: La energía busca trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Parte IV: Domina las leyes de la termodinámica . . . . . . . . . . . 4
Parte V: Los decálogos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Los iconos utilizados en este libro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
¿Y ahora qué? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
PARTE I: PON LA FÍSICA EN MARCHA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
CAPÍTULO 1. Física para entender el mundo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
De qué va la física . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
La observación del mundo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Formular predicciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Los frutos de la física . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
La observación de objetos en movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Cómo medir la celeridad, la dirección, la velocidad 
 y la aceleración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Dale mil vueltas: el movimiento de rotación . . . . . . . . . . . . . . 14
Muelles y péndulos: el movimiento armónico simple . . . . . .14
Por si necesitas un empujón: las fuerzas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
La absorción de la energía que te rodea . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Esto pesa: la presión en los fluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Acalórate sin avergonzarte: la termodinámica . . . . . . . . . . . . . . . . .17
CAPÍTULO 2. Repaso de unidades físicas y rudimentos 
matemáticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Cómo medir el mundo que te rodea y realizar predicciones . . . .20
Cómo emplear los distintos sistemas de unidades . . . . . . . . 20
De metros a pulgadas y a la inversa: conversión 
 de unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Prescinde de algunos ceros: usa la notación científica . . . . . . . . .24
Comprueba la exactitud y la precisión de las medidas . . . . . . . . .26
Cómo saber qué dígitos son significativos . . . . . . . . . . . . . . . 26
Cómo estimar la exactitud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
Ármate del álgebra básica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
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X Física para Dummies
Un poco de trigonometría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
El mundo se expresa mediante ecuaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
CAPÍTULO 3. La necesidad de la velocidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Se hace camino al andar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Qué son el desplazamiento y la posición . . . . . . . . . . . . . . . .34
Revisión de ejes . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
Respuesta rápida: ¿qué es la velocidad? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
Lectura del velocímetro: velocidad instantánea . . . . . . . . . .39
Sé constante: la velocidad uniforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Cambio de marcha: el movimiento no uniforme . . . . . . . . . .40
Mira el cronómetro: velocidad media . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Písale (o reduce): la aceleración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Definición de la aceleración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Las unidades de la aceleración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Sobre la aceleración positiva y la negativa . . . . . . . . . . . . . . .44
Aceleración media y aceleración instantánea . . . . . . . . . . . .48
Despega ya: pon en práctica la fórmula 
 de la aceleración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Aceleración uniforme y aceleración no uniforme . . . . . . . . .50
Relación entre la aceleración, el tiempo y el desplazamiento . . . .50
Relaciones no tan distantes: cómo deducir la fórmula . . . .51
Cómo calcular la aceleración y la distancia . . . . . . . . . . . . . . .52
Cómo vincular la velocidad, la aceleración y el desplazamiento . . .55
Cómo hallar la aceleración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
Cómo hallar el desplazamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
Cómo hallar la velocidad final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
CAPÍTULO 4. Sigue la flecha: el movimiento 
en dos dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Cómo visualizar vectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Pregunta por la dirección: la esencia de los vectores . . . . . .60
Suma de vectores de principio a fin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Mano a mano con la sustracción de vectores . . . . . . . . . . . .63
Vectores cazados en la red . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
Suma de vectores mediante suma de coordenadas . . . . . .64
Variación de longitud: multiplicación de un vector 
 por un número . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
Un poco de trigonometría: descomposición de vectores 
 en componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
Cómo hallar las componentes de un vector . . . . . . . . . . . . . .67
Reconstrucción de un vector a partir de sus 
 componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
Con ustedes, el desplazamiento, la velocidad y la aceleración 
 en dos dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
El desplazamiento: recorrer una distancia 
 en dos dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
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Sumario XI
Velocidad: corre en una dirección diferente . . . . . . . . . . . . . .77
La aceleración: la variación de la velocidad desde otro 
 ángulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
Aceleración hacia abajo: el movimiento bajo el influjo 
 de la gravedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
El ejercicio de la pelota de golf que se cae 
 por un precipicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
El ejercicio de hasta-dónde-eres-capaz-de-mandar- 
 la-pelota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
PARTE II: QUE LAS FUERZAS DE LA FÍSICA 
TE ACOMPAÑEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87
CAPÍTULO 5. Cuando la presión se convierte en empujón: 
las fuerzas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Primera ley de Newton: resistencia con inercia . . . . . . . . . . . . . . . .91
Resistencia al cambio: inercia y masa . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
Cómo medir la masa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93
Segunda ley de Newton: relación entre fuerza, masa 
 y aceleración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
Relación entre la fórmula y el mundo real . . . . . . . . . . . . . . .94
Las unidades en las que se mide la fuerza . . . . . . . . . . . . . . .95
Suma de vectores: cómo reunir fuerzas netas . . . . . . . . . . .96
Tercera ley de Newton: fuerzas iguales y contrarias . . . . . . . . . . .101
La tercera ley de Newton en acción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
Empuja lo bastante fuerte para superar el rozamiento . . .103
Poleas: el soporte duplica la fuerza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
Análisis de ángulos y fuerzas en la tercera ley de Newton . .105
Encuentra el equilibrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108
CAPÍTULO 6. Baja con la gravedad, los planos inclinados 
y el rozamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111
La aceleración de la gravedad: una de las pequeñas constantes 
 de la vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
La gravedad desde otro ángulo: planos inclinados . . . . . . . . . . . .112
Cómo hallar la fuerza de la gravedad a lo largo 
 de una rampa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
Cómo hallar la velocidad a lo largo de una rampa . . . . . . .115
Con derecho a roce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
El rozamiento es muy normal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
Cómo vencer el coeficiente de rozamiento . . . . . . . . . . . . .118
En marcha: diferencias entre el rozamiento estático 
 y el dinámico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
Una pendiente poco resbaladiza: el rozamiento 
 ascendente y el descendente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121
¡Fuego! Lanza objetos por los aires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
Disparo de un objeto justo en vertical . . . . . . . . . . . . . . . . .127
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XIIFísica para Dummies
Movimiento de proyectiles: disparo de un objeto 
 con un ángulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
CAPÍTULO 7. Dale vueltas a los movimientos rotatorios 
y las órbitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
Aceleración centrípeta: cambio de dirección para moverse 
 en círculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134
Velocidad de módulo constante en el movimiento 
 circular uniforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135
Cómo calcular la aceleración centrípeta . . . . . . . . . . . . . . . .137
En busca del centro: la fuerza centrípeta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
Busca la fuerza que necesitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138
Cómo afectan la masa, la velocidad y el radio a la fuerza 
 centrípeta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139
Cómo tomar curvas planas y peraltadas . . . . . . . . . . . . . . . .140
El desplazamiento, la velocidad y la aceleración angulares . . . . .143
Cómo medir ángulos en radianes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143
Cómo relacionar el movimiento lineal con el angular . . . . .145
Cuando la gravedad sustituye a la fuerza centrípeta . . . . . . . . . .147
La ley de Newton de la gravitación universal . . . . . . . . . . . .147
La fuerza de la gravedad en la superficie terrestre . . . . . . .148
La ley de la gravitación aplicada a órbitas circulares . . . . . .149
Cerrando el círculo: el movimiento en un círculo vertical . . . . . . .154
CAPÍTULO 8. Sigue la corriente: la presión en los fluidos . . .157
Densidad de masa: alguna información privilegiada . . . . . . . . . . .158
Cómo calcular la densidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158
Diferencia entre densidad y densidad relativa . . . . . . . . . . .160
Qué ocurre al aplicar presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160
Las unidades de presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .161
Relación entre la presión y la profundidad . . . . . . . . . . . . . .162
Máquinas hidráulicas: transmisión de la presión 
 por el principio de Pascal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .166
Flotación: gracias a Arquímedes tu yate no se hunde . . . . . . . . .168
Dinámica de fluidos: fluidos en movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . .171
Caracterización del tipo de flujo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .171
Representación del flujo mediante líneas de corriente . . .174
Déjate llevar por el flujo y la presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
La ecuación de continuidad: relación entre el tamaño 
 de un tubo y el flujo específico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
La ecuación de Bernoulli: relación entre la velocidad 
 y la presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178
Tuberías y presión: júntalo todo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
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Sumario XIII
PARTE III: LA ENERGÍA BUSCA TRABAJO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183
CAPÍTULO 9. Consigue trabajo con la física . . . . . . . . . . . . . . . . . . .185
En busca de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .185
El trabajo en los sistemas de medida . . . . . . . . . . . . . . . . . .186
Empuja un peso: aplicación de fuerza en la dirección 
 del movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186
Usa un cable de remolque: aplica fuerza con un ángulo . .188
Trabajo negativo: aplicación de fuerza en sentido 
 contrario al movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .191
Muévete: energía cinética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .192
El teorema trabajo-energía: conversión del trabajo 
 en energía cinética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .192
Para qué sirve la ecuación de la energía cinética . . . . . . . .194
Cómo calcular la variación de la energía cinética usando 
 la fuerza neta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195
Energía atesorada: la energía potencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197
Un nivel superior: ganancia de energía potencial 
 con trabajo en contra de la gravedad . . . . . . . . . . . . . . . .198
Desarrolla tu potencial: transformación de la energía 
 potencial en energía cinética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199
Elige tu camino: fuerzas conservativas frente a fuerzas no 
 conservativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200
Mantén la energía: la conservación de la energía mecánica . . . .202
Intercambio de energía cinética y potencial . . . . . . . . . . . . .202
El balance de la energía mecánica: cómo hallar 
 la velocidad y la altura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204
A toda potencia: el ritmo de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206
Unidades comunes de potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207
Otras maneras de calcular la potencia . . . . . . . . . . . . . . . . .208
CAPÍTULO 10. Ponte en movimiento: cantidad 
de movimiento e impulso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .213
El impacto del impulso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214
Encuentra el momento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215
Teorema del impulso-momento: cómo relacionar el impulso 
 y el momento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216
La mesa de billar: calcular la fuerza a partir del impulso 
 y el momento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .218
Cantando bajo la lluvia: un acto impulsivo . . . . . . . . . . . . . .219
Choques entre objetos: la conservación del momento . . . . . . . .221
Deducción de la fórmula de la conservación . . . . . . . . . . . .221
Cómo hallar la velocidad con la conservación 
 del momento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223
Cómo hallar la velocidad de disparo con la conservación 
 del momento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .224
Cuando chocan dos mundos (o dos coches): colisiones 
 elásticas e inelásticas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227
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XIV Física para Dummies
Cómo determinar si una colisión es elástica . . . . . . . . . . . .227
Colisión elástica a lo largo de una línea . . . . . . . . . . . . . . . .228
Colisión elástica en dos dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . .231
CAPÍTULO 11. Acabemos con la cinética angular . . . . . . . . . . . . . . .235
Del movimiento lineal al movimiento rotatorio . . . . . . . . . . . . . . . .236
Qué es el movimiento tangencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237
Cómo hallar la velocidad tangencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .238
Cómo hallar la aceleración tangencial . . . . . . . . . . . . . . . . . .239
Cómo hallar la aceleración centrípeta . . . . . . . . . . . . . . . . . .240
Aplicación de vectores a la rotación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .243
Cómo calcular la velocidad angular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .243
Cómo calcular la aceleración angular . . . . . . . . . . . . . . . . . .244
Date la vuelta en un momento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .247
Esquema de la ecuación del momento de fuerza . . . . . . . .248
Qué es el brazo de palanca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .250
Cómo calcular el momento generado . . . . . . . . . . . . . . . . . .251
El momento de fuerza es un vector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .252
Giros a una velocidad constante: equilibrio rotatorio . . . . . . . . . .253
¿Cuánto peso puede levantar Hércules? . . . . . . . . . . . . . . . .254
Cuelga una bandera: un problema de equilibrio 
 rotatorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .257
Escaleras seguras: introducción del rozamiento 
 en el equilibrio rotatorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .259
CAPÍTULO 12. Gira y gira con la dinámica de la rotación . . . . .263
La segunda ley de Newton convertida en movimiento angular . . .264
Conversión de la fuerza en momento de fuerza . . . . . . . . .264
Conversión de la aceleración tangencial en aceleración 
 angular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .265
Los factores del momento de inercia . . . . . . . . . . . . . . . . . .266
El momento de inercia: análisis de la distribución de la masa . . .267
Reproductores de DVD y momento de fuerza: ejemplo 
 de inercia en un disco giratorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .269
Aceleración angular y momento de una fuerza: 
 un ejemplo de inercia de polea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .271
No le des más vueltas al trabajo rotatorio y la energía cinética . . . .274
Dale un giro al trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .274
Avanza con la energía cinética de rotación . . . . . . . . . . . . .276
¡Echa a rodar! Cómo hallar la energía cinética de rotación 
 sobre una rampa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .277
No puedo parar esto: el momento angular . . . . . . . . . . . . . . . . . .279
Conservación del momento angular . . . . . . . . . . . . . . . . . . .280
Órbitas de satélites: un ejemplo de conservación 
 del momento angular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .281
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Sumario XV
CAPÍTULO 13. Muelles: el movimiento armónico simple . . . . .283
Rebótate con la ley de Hooke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .283
Estiramiento y compresión de muelles . . . . . . . . . . . . . . . . .284
Empuja o estira: la fuerza restauradora del muelle . . . . . .284
Las vueltas del movimiento armónico simple . . . . . . . . . . . . . . . . . .286
Alrededor del equilibrio: muelles horizontales 
 y verticales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .286
No pierdas la onda: el seno del movimiento armónico 
 simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288
Cómo hallar la frecuencia angular de una masa sobre 
 un muelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295
Factores de la energía en el movimiento armónico simple . . . . . .298
Colúmpiate con los péndulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .299
PARTE IV: DOMINA LAS LEYES 
DE LA TERMODINÁMICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .303
CAPÍTULO 14. Caldea el ambiente con la termodinámica . . .305
Medición de la temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .306
Fahrenheit y Celsius: los grados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .306
Parte de cero con la escala Kelvin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .307
Llega el calor: la dilatación térmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .308
La dilatación lineal: objetos más largos . . . . . . . . . . . . . . . . .309
La dilatación volumétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .311
El calor: sigue el flujo de la energía térmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314
Detalles sobre la variación de temperatura . . . . . . . . . . . . .315
Encuentros en otra fase: añade calor sin alterar 
la temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .317
CAPÍTULO 15. Toma, ponte mi abrigo: cómo se transfiere 
el calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .323
Convección: deja que el calor fluya . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .324
Los fluidos calientes suben: en marcha por la convección 
 natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .324
El control del flujo con la convección forzada . . . . . . . . . . .326
¿Demasiado caliente para tocarlo? Has contactado 
 con la conducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .327
En busca de la ecuación de la conducción . . . . . . . . . . . . . .328
Conductores y aislantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332
La radiación: en la onda electromagnética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .334
Radiación recíproca: dar y recibir calor . . . . . . . . . . . . . . . . .335
Los cuerpos negros: absorción y reflexión de la radiación . .336
CAPÍTULO 16. En el mejor de los mundos posibles: 
la ley delos gases ideales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .341
Bucea entre las moléculas y los moles con el número 
 de Avogadro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .342
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XVI Física para Dummies
Relación entre presión, volumen y temperatura con la ley 
 de los gases ideales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .344
La ley de los gases ideales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .344
En condiciones normales de presión y temperatura . . . . .346
Un problema respiratorio: examen de oxígeno . . . . . . . . . .347
Las leyes de Boyle y de Charles: expresiones alternativas 
 de la ley de los gases ideales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .348
Sigue las moléculas de los gases ideales con la fórmula 
 de la energía cinética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .351
Cómo predecir la velocidad de una molécula de aire . . . .351
Cómo calcular la energía cinética de un gas ideal . . . . . . . .352
CAPÍTULO 17. Calor y trabajo: las leyes de la termodinámica 355
Equilibrio térmico: ganancia de temperatura con el principio 
 cero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .356
Conservación de la energía: el primer principio 
 de la termodinámica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .356
Cálculos con la conservación de la energía . . . . . . . . . . . . .357
Valora la constancia: procesos isobárico, isocórico, 
 isotérmico y adiabático . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .361
Escuela de calor: el segundo principio de la termodinámica . . . . .376
Motores térmicos: pon a trabajar el calor . . . . . . . . . . . . . . .376
Limitación del rendimiento: Carnot dice que no se puede 
 tener todo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .379
Para ir a contracorriente, las bombas de calor . . . . . . . . . .382
No te enfríes: el tercer (y último) principio de la termodinámica . .386
PARTE V: LOS DECÁLOGOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .387
CAPÍTULO 18. Diez héroes de la física . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .389
Galileo Galilei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .389
Robert Hooke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .390
Isaac Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .390
Benjamin Franklin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .391
Charles-Augustin de Coulomb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .392
Amedeo Avogadro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .392
Nicolas Léonard Sadi Carnot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .393
James Prescott Joule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .393
William Thomson (lord Kelvin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .394
Albert Einstein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .394
CAPÍTULO 19. Diez teorías físicas salvajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .397
Se puede medir la distancia más pequeña posible . . . . . . . . . . . . .397
Tal vez exista una cantidad mínima de tiempo posible . . . . . . . . . .398
Heisenberg afirma que la certeza es imposible . . . . . . . . . . . . . . . .398
Los agujeros negros no dejan salir la luz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .399
La gravedad curva el espacio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .400
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Sumario XVII
La materia y la antimateria se destruyen mutuamente . . . . . . . . .401
Las supernovas son las explosiones más potentes que existen . .402
El universo empieza con el Big Bang y acaba con el Big Crunch . .402
La física más caliente está en los hornos de microondas . . . . . . . .403
¿Se puede medir el universo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .405
GLOSARIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .407
ÍNDICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .413
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1Pon la física 
en marcha 
I
032-125789-FISICA DUMMIES 01.indd 7 2/3/17 7:37
EN ESTA PARTE . . .
La parte I está pensada para introducirte en las sendas de 
la física. El movimiento es uno de los temas más sencillos 
de esta ciencia y te convertirás en un maestro del 
movimiento con unas pocas ecuaciones. En esta parte 
conocerás los rudimentos matemáticos y las unidades 
necesarios para comprobar de qué manera las ecuaciones 
físicas describen el mundo que te rodea. Con solo 
introducir los números ya podrás hacer cálculos que 
dejarán atónitos a tus colegas.
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 Capítulo 1 Física para entender el mundo 9
EN ESTE CAPÍTULO
Reconocerás la física que hay en tu mundo
Entenderás el movimiento
Dominarás la fuerza y la energía de tu 
alrededor
Te acalorarás con la termodinámica
Capítulo 1
Física 
para entender 
el mundo
La física consiste en el estudio del mundo y del universo. Por 
suerte, el comportamiento de la materia y la energía (todo lo que 
compone el universo) no es un descontrol absoluto; por el con­
trario, obedece a leyes estrictas que los físicos van revelando paso a 
paso mediante la aplicación atenta del método científico, el cual se basa 
en hechos experimentales y en un razonamiento riguroso. Siguiendo 
ese procedimiento, la física ha ido desentrañando más y más la belleza 
que subyace en los entresijos del universo, desde lo infinitamente 
pequeño hasta lo más grandioso.
La física es una ciencia que lo engloba todo. Si estudias distintos as­
pectos del mundo natural (de hecho, la palabra física deriva del voca­
blo griego fysicós, que significa ‘cosas naturales’), tratas con diferen­
tes áreas de la física: la física de los objetos en movimiento, la física 
de la energía, de las fuerzas, de los gases, del calor y la temperatura, 
etc. En este libro disfrutarás con el estudio de todas esas materias y 
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10 PARTE I Pon la física en marcha 
muchas más. Este capítulo es un resumen de los conocimientos que 
necesitas para empezar: qué es la física,de qué se ocupa y por qué las 
operaciones matemáticas son importantes en ella.
De qué va la física
Mucha gente se pone un poco nerviosa al pensar en la física. Ven esta 
materia como algo sesudo que se saca números y reglas de la manga. 
Pero lo cierto es que se trata de una ciencia que te permite tomar 
conciencia del mundo. La física es una aventura humana que se em­
prende en beneficio de todos para explorar el funcionamiento del 
mundo.
En el fondo, la física no es más que observar el mundo que habitamos 
y emplear modelos mentales y matemáticos para explicarlo. La base 
de la física es esta: partes de una observación, creas un modelo para 
simular esa situación, después añades algo de matemáticas para re­
llenarlo y, ¡voilà!, ya tienes el poder de predecir lo que ocurrirá en el 
mundo real; y en ese contexto, las matemáticas te ayudan a ver qué 
sucede y por qué.
En este apartado explico cómo encajan las observaciones del mundo 
real con las matemáticas. En apartados posteriores haré un recorrido 
breve por los temas clave de la física básica.
La observación del mundo 
A tu alrededor suceden un montón de cosas observables, que confor­
man este mundo complejo. Las hojas de los árboles se agitan, el sol 
brilla, las bombillas alumbran, los coches se mueven, las impresoras 
cumplen su función, la gente camina o va en bici, los ríos fluyen... 
Cuando te detienes a examinar esos fenómenos, la curiosidad humana 
te lleva a plantearte infinidad de preguntas:
 » ¿Por qué resbalo al intentar subir por una ladera nevada?
 » ¿A qué distancia están las estrellas y cuánto se tardaría en llegar 
a ellas?
 » ¿Cómo funciona el ala de un avión?
 » ¿Cómo es posible que los termos conserven calientes las cosas 
calientes y frescas las cosas frías?
RECUERDARECUERDA
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Capítulo 1 Física para entender el mundo 11
» ¿Cómo se mantiene a flote un crucero enorme si un clip
sujetapapeles se hunde?
» ¿Por qué borbotea el agua cuando hierve?
Toda ley física responde a la observación atenta del mundo; y toda
teoría que se formule debe ser sometida a la prueba de los datos ex­
perimentales. La física va más allá de las afirmaciones cualitativas
sobre las cosas físicas, por ejemplo: “Si empujo el columpio con más
fuerza, el niño llega más alto”. Las leyes de la física permiten pronos­
ticar con precisión qué altura alcanzará.
Formular predicciones
La física no es más que la creación de modelos del mundo (aunque hay
otra manera de entenderla, que sostiene que, en realidad, la física
desentraña la verdad sobre los mecanismos del mundo y no se limita
solo a elaborar modelos). Esos modelos mentales se pueden usar para
describir cómo funciona el mundo: cómo se deslizan los bloques por
las rampas, cómo se forman y cómo brillan las estrellas, cómo atra­
pan la luz los agujeros negros sin dejarla escapar, qué sucede cuando
chocan los coches, etc.
A veces, cuando esos modelos se crean por primera vez, tienen poco
que ver con los números; se limitan a la esencia de los hechos. Por
ejemplo, esta estrella se compone de esta capa y después de otra capa
y, como consecuencia, se produce esta reacción seguida por tal otra y
¡zas!, aparece una estrella. Con el paso del tiempo, esos modelos se
hacen más precisos y es ahí donde algunos estudiantes de física em­
piezan a tener problemas. Las clases de física serían pan comido si
pudiéramos decir sin más: “El carrito va a descender por esa colina y
a medida que se acerque a la base irá ganando velocidad”. Pero el
asunto es más enrevesado porque la física no solo te permite afirmar
que irá más deprisa sino que, mostrando tu dominio sobre el mundo
físico, puedes decir a qué velocidad irá.
Entre la teoría, formulada con matemáticas, y los datos experimenta­
les se da una interacción sutil. Por lo general, los datos experimen­
tales no solo confirman las teorías, sino que además dan lugar a teo­
rías nuevas, lo que a su vez inspira experimentos nuevos. Ambos
ámbitos se alimentan entre sí y generan nuevos descubrimientos.
Tal vez muchas de las personas que abordan esta materia consideren
las matemáticas como algo tedioso y demasiado abstracto. Sin em­
bargo, en su relación con la física, las matemáticas cobran vida. Una
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12 PARTE I Pon la física en marcha 
ecuación de segundo grado quizá parezca un tanto árida, pero si la 
usas para calcular el ángulo correcto para lanzar un cohete con la 
trayectoria perfecta, la encontrarás más jugosa. El capítulo 2 explica 
todas las matemáticas que necesitas saber para efectuar cálculos de 
física elemental.
Los frutos de la física
Entonces, ¿qué sacarás de la física? Si quieres hacer carrera dentro de 
esta disciplina o en un campo relacionado con ella, como la ingenie­
ría, la respuesta está clara: necesitarás estos conocimientos conti­
nuamente. Pero, aunque no planees embarcarte en este tipo de estu­
dios, el análisis de la materia te reportará mucho porque buena parte 
de lo que descubras en un curso introductorio de física te servirá para 
aplicarlo a la vida real:
 » En cierto modo, todas las demás ciencias se basan en la física. 
Por ejemplo, la estructura y las propiedades eléctricas de los 
átomos condicionan las reacciones químicas, así que toda la 
química se rige por las leyes de la física. De hecho, cabría 
afirmar que en última instancia ¡todo se reduce a las leyes de la 
física!
 » La física se ocupa de algunos fenómenos bastante 
sorprendentes. Muchos vídeos de fenómenos físicos han 
llegado a ser virales en YouTube; echa una ojeada. Busca “fluido 
no newtoniano” y contemplarás la progresiva y rebosante danza 
de una mezcla de harina de maíz y agua sobre un altavoz.
 » Más importantes aún que las aplicaciones de la física son las 
herramientas que te brinda para abordar y resolver cualquier 
tipo de problema. Los problemas de física te preparan para 
observar desde la distancia, evaluar las opciones que tienes 
para enfrentarte al asunto en cuestión y, a continuación, 
resolver el problema de la manera más sencilla posible.
La observación de objetos 
en movimiento 
Algunos de los interrogantes esenciales que tal vez te plantees sobre 
el mundo guardan relación con los objetos en movimiento. ¿Llegará a 
pararse esa piedra que cae rodando hacia ti? ¿A qué velocidad tienes 
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Capítulo 1 Física para entender el mundo 13
que moverte para apartarte de su camino? (Espera un momento, voy
a sacar la calculadora...). El movimiento fue una de las primeras ex­
ploraciones de la física.
Cuando miras a tu alrededor ves que el movimiento de los objetos
cambia sin cesar. Ves una moto que se detiene ante una señal de stop.
Ves caer una hoja hasta el suelo y que vuelve a alzarse con el viento.
Ves que una bola de billar choca mal contra otras bolas y las desplaza
hacia donde no deben ir. La parte I de este libro trata de los objetos en
movimiento, desde bolas hasta vagones de tren y la mayoría de los
objetos intermedios. En este apartado te presento el movimiento en
línea recta, el movimiento de rotación y el movimiento cíclico de
muelles y péndulos.
Cómo medir la celeridad,
la dirección, la velocidad
y la aceleración
La velocidad hace furor entre los físicos: ¿A qué velocidad se mueve
un objeto? ¿No son suficientes 50 km/h? ¿Qué tal 5000? No hay nin­
gún problema cuando tratas con la física. Para describir el movimien­
to de un objeto, además del valor de la velocidad (su módulo o celeri-
dad), es importante la dirección en la que se desplaza. Si tu equipo de
fútbol controla el balón dentro del campo, lo que te importa es que lo
haga en la dirección correcta.
Al unir el valor numérico de la velocidad (la celeridad) con la dirección
se obtiene un vector: el vector velocidad. Los vectores son instrumen­
tos matemáticos muy útiles. Todo lo que posee magnitud y dirección
se describe mejor con un vector. Los vectores suelen representarse
como flechas cuya longitud indicala magnitud (el tamaño) y cuya
orientación indica la dirección. En un vector que represente la veloci­
dad, la longitud se corresponde con la celeridad del objeto y la flecha
apunta en la dirección en que se desplaza el objeto. (Para saber cómo
usar vectores consulta el capítulo 4.)
Todo tiene una velocidad, así que la velocidad es muy útil para descri­
bir el mundo que te rodea. Aunque un objeto se encuentre en reposo
con respecto al suelo, está en la Tierra, la cual tiene una velocidad. (Y,
si todo tiene una velocidad, no es de extrañar que los físicos sigan re­
cibiendo subvenciones: alguien tiene que medir todo ese movimiento.)
Si has viajado alguna vez en coche, sabrás que la velocidad no lo es
todo. Los coches no empiezan a andar a 100 km/h así de golpe, sino
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14 PARTE I Pon la física en marcha 
que tienen que acelerar hasta alcanzar esa rapidez. Al igual que la 
velocidad, la aceleración no solo se expresa mediante una cantidad, 
sino también con una dirección, así que la aceleración también es un 
vector en física. La velocidad y la aceleración se tratan en el capítulo 3.
Dale mil vueltas: el movimiento 
de rotación
Gran cantidad de cosas giran y giran en el mundo cotidiano: los CD, los 
DVD, los neumáticos, los brazos de una lanzadora de martillo, la ropa 
dentro de la lavadora, los bucles de una montaña rusa, o los niños 
cuando se ponen a dar vueltas por mera diversión bajo su primera ne­
vada. Del mismo modo que mueves un coche y lo aceleras en línea 
recta, las ruedas del vehículo pueden girar y acelerar, pero en círculo.
El paso del mundo lineal al mundo de la rotación resulta sencillo por­
que existen analogías físicas muy prácticas para todo lo lineal en el 
universo de la rotación. Por ejemplo, la distancia recorrida se convier­
te en el ángulo girado. La velocidad en metros por segundo se trans­
forma en velocidad angular expresada en ángulo girado por segundo. 
Hasta la aceleración lineal pasa a ser aceleración angular.
Por tanto, si entiendes cómo funciona el movimiento lineal, el movi­
miento de rotación caerá rendido a tus pies. Se usan las mismas ecua­
ciones tanto para el movimiento lineal como para el de rotación, solo 
que con símbolos diferentes, cuyo significado es ligeramente distinto 
(el ángulo sustituye a la distancia, por ejemplo). Cerrarás el círculo en 
un visto y no visto. El capítulo 7 contiene los detalles.
Muelles y péndulos: el movimiento 
armónico simple
¿Has visto alguna vez moverse una cosa sobre un muelle? Ese movi­
miento desconcertó a los físicos durante mucho tiempo hasta que se 
pusieron a trabajar en él. Descubrieron que al presionar un muelle, la 
fuerza no es constante. El muelle se resiste y, cuanto más se presiona, 
más resistencia opone.
Entonces, ¿qué relación hay entre la fuerza que opone el muelle y la 
distancia que se ha recorrido presionándolo? La fuerza es directa­
mente proporcional a la cantidad de aplastamiento que ha expe­
rimentado el muelle: al duplicar la cantidad de aplastamiento del 
muelle se duplica la fuerza con la que se resiste.
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Capítulo 1 Física para entender el mundo 15
Los físicos se quedaron encantados: aquel era el tipo de matemáticas
que entendían. ¿Fuerza proporcional a distancia? Magnífico. Esa rela­
ción se puede introducir en una ecuación, y la ecuación se puede uti­
lizar para describir el movimiento del objeto unido al muelle. Los re­
sultados revelaron cómo se mueven los objetos sujetos a un muelle:
otro triunfo de la física.
Este logro concreto recibió el nombre de movimiento armónico simple.
Es simple porque la fuerza es directamente proporcional a la distan­
cia, así que el resultado es simple. Es armónico porque se repite sin fin
a medida que el objeto se desplaza arriba y abajo sobre el muelle. Los
físicos consiguieron deducir ecuaciones sencillas que te permitirán
conocer con exactitud dónde se encontrará el objeto en cualquier mo­
mento dado.
Pero eso no es todo. El movimiento armónico simple se aplica a mu­
chos objetos del mundo real, no solo a las cosas sujetas a un muelle.
Por ejemplo, los péndulos también siguen un movimiento armónico
simple. Imagina que tienes una piedra que se balancea colgada de una
cuerda. Mientras el arco que describa en su balanceo no sea demasia­
do amplio, la piedra atada a la cuerda formará un péndulo y, por tan­
to, su movimiento será armónico simple. Si conoces la longitud de la
cuerda y la amplitud del ángulo que describe en el balanceo, puedes
predecir en qué lugar se hallará la piedra en cualquier instante. El
movimiento armónico simple se describe en el capítulo 13.
Por si necesitas un empujón:
las fuerzas
La física tiene una predilección especial por las fuerzas. Hacen falta
fuerzas para poner en movimiento cosas que están en reposo. Imagina
una piedra del suelo. Muchos físicos (excepto, tal vez, los geofísicos) la
mirarían con recelo. Ahí quieta, sin más. ¿Qué gracia tiene eso? Des­
pués de medir su tamaño y su masa, perdería todo el interés para ellos.
Pero dale un puntapié (es decir, aplícale una fuerza), y ya verás cómo
acuden corriendo los físicos. Ahora ya sí que está pasando algo, la
piedra empezó en reposo, pero ahora está moviéndose. Encontrarás
toda suerte de números asociados a ese movimiento. Por ejemplo,
puedes relacionar la fuerza aplicada a un objeto con su masa y deducir
la aceleración. Y a los físicos les encantan los números porque ayudan
a describir lo que está ocurriendo en el mundo físico.
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16 PARTE I Pon la física en marcha 
Los físicos son expertos aplicando fuerzas a los objetos y prediciendo 
los resultados. ¿Tienes una nevera que hay que subir por una rampa y 
no sabes si vas a poder? Pues pregúntale a un físico. ¿Tienes que lan­
zar un cohete? Haz lo mismo.
La absorción de la energía 
que te rodea
No hay que mirar muy lejos para toparse con el siguiente tema. (En 
realidad nunca hay que hacerlo.) Al salir de casa por la mañana, por 
ejemplo, puede que oigas un estruendo algo más arriba en tu misma 
calle. Dos coches han chocado a gran velocidad, han quedado trabados 
el uno con el otro y bajan derrapando hacia donde te encuentras tú. 
Gracias a la física (y más en concreto a la parte III de este libro), po­
drás proceder a tomar las medidas y efectuar las predicciones necesa­
rias para saber con exactitud cuánto deberás desplazarte para apar­
tarte de su camino.
Dominar los conceptos de energía y cantidad de movimiento te ayu­
dará en ese trance. Esos conceptos se emplean para describir el movi­
miento de objetos con masa. La energía del movimiento de denomina 
energía cinética, y cuando aceleras un coche de 0 a 100 km/h en 10 s, el 
coche acumula mucha energía cinética.
¿De dónde proviene la energía cinética? Procede del trabajo, que es lo 
que sucede cuando una fuerza desplaza un objeto a lo largo de una 
distancia determinada. También puede venir de la energía potencial, la 
energía almacenada en el objeto y debida al trabajo realizado por una 
clase particular de fuerza, como la gravedad o las fuerzas eléctricas. 
Así, por ejemplo, la gasolina permite al motor de un coche realizar 
trabajo para imprimirle velocidad. Pero hace falta una fuerza para 
acelerar algo y, curiosamente, la manera en que el motor de un coche 
realiza trabajo consiste en usar la fuerza de rozamiento estático con­
tra la calzada. Sin rozamiento las ruedas se limitarían a girar, pero 
gracias a la fuerza de rozamiento estático, los neumáticos ejercen una 
fuerza contra el asfalto. Para toda fuerza entre dos objetos existe una 
fuerza reactiva de igual magnitud pero en sentido opuesto. Así que la 
carretera también ejerce sobre el coche una fuerza, que es la que cau­
sa su aceleración.
O supongamos que estás subiendo un piano por las escaleras hasta tu 
nuevo piso. Tras subir las escaleras, el piano tendrá energía potencial 
por la mera razón de que has realizadogran cantidad de trabajo con­
tra la fuerza de la gravedad para subir el piano esas seis plantas. Por 
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Capítulo 1 Física para entender el mundo 17
desgracia, tu compañero de piso detesta los pianos y tira el tuyo por
la ventana. ¿Qué pasa ahora? La energía potencial del piano, debida a
su altura dentro de un campo gravitatorio, se transforma en energía
cinética, la energía del movimiento. Entonces decides calcular la ve­
locidad final del piano cuando se estampe contra el suelo. (Después
calcularás el precio del piano, se lo enseñarás a tu compañero y vol­
verás a bajar las escaleras para comprarte unos timbales.)
Esto pesa: la presión en los fluidos
¿Has notado alguna vez que a 1500 m bajo la superficie la presión es
distinta que en la superficie? ¿Nunca has estado a 1500 m por debajo
de las olas del mar? Pero sí habrás notado el cambio de presión al
zambullirte en una piscina. Cuanto más desciendes, más aumenta la
presión debido a que el peso del agua que tienes encima ejerce fuerza
hacia abajo. La presión no es más que una fuerza por unidad de área.
¿Te has comprado una piscina? Cualquier físico que se precie podrá
decirte qué presión aproximada hay en la parte más baja si le dices
qué profundidad tiene. El mundo de los fluidos te brindará un sinfín
de cosas que medir, como la velocidad de los fluidos a través de orifi­
cios pequeños, la densidad de un fluido, etc. Una vez más, la física
responde bien bajo presión. Ilústrate sobre las fuerzas en el seno de
los fluidos en el capítulo 8.
Acalórate sin avergonzarte:
la termodinámica
El calor y el frío forman parte de la vida cotidiana. ¿Has observado
alguna vez las gotitas de condensación en un vaso de agua fría dentro
de una habitación caliente? El vapor de agua que hay en el aire se en­
fría al entrar en contacto con el vaso y se condensa, es decir, adopta la
forma de agua líquida. El vapor de agua que se condensa cede energía
térmica a la bebida fría, la cual acaba calentándose como consecuen­
cia de ello.
La termodinámica te revelará cuánto calor irradias en un día gélido,
cuántas bolsas de hielo necesitas para enfriar una chimenea de lava y
cualquier otra cosa relacionada con la energía calorífica. También
puedes estudiar la termodinámica fuera de la Tierra. ¿Por qué está frío
el espacio? En un entorno normal, emites calor hacia todo lo que te
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18 PARTE I Pon la física en marcha 
rodea; y todo lo que te rodea emite calor hacia ti. Pero en el espacio lo 
único que irradia calor eres tú, así que puedes llegar a helarte.
La radiación de calor no es más que una de las tres maneras posibles 
de transferir calor. Descubrirás mucho más acerca del calor, ya sea 
creado por una fuente emisora de calor (como el Sol) o mediante ro­
zamiento, en la parte IV.
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